- •А.В. Мельников, в.Н. Мельников Управление запасами промысловых рыб и охрана природы
- •Управление запасами промысловых рыб и охрана природы
- •Оглавление
- •Раздел 1. Основные проблемы, понятия и показатели теории запасов и управления рыболовством 15
- •Глава 1. Общие проблемы оценки запасов и управления запасами промысловых рыб 15
- •Глава 2. Оценка воспроизводства, роста, естественной и промысловой смертности рыб 69
- •Глава 3.Управление селективностью рыболовства 102
- •Глава 4. Промысловое усилие. Интненсивность промысла 141
- •Раздел II. Методы и математические модели теории рыболовства 175
- •Глава 5. Эмпирические методы теории рыболовства 175
- •Глава 6. Методы биопромысловой статистики 191
- •Глава 7. Статические модели и методы теории рыболовства 217
- •Глава 8. Динамические модели и методы теории рыболовства 241
- •Глава 9. Методы и модели теории рыболовства с учетом неопределенности 256
- •Глава 10. Промыслово-экономические методы и модели теории рыболовства 284
- •Глава 11. Применение контрольных карт и метода последовательного анализа в теории рыболовства 298
- •Глава 12. Контроль и прогнозирование запасов и рыболовства 321
- •Глава 13. Методы предосторожного подхода 344
- •Глава 14. Экосистемные методы теории рыболовства 365
- •Глава 15. Методы и модели управления рыболовством с применением показателей надежности систем 390
- •Глава 16. Методы и модели управления рыболовством с применение теории управления сложными системами и исследования операций 448
- •Раздел IV. Охрана природы 525
- •Глава 17. Основы охраны природы 525
- •Введение
- •Раздел 1. Основные проблемы, понятия и показатели теории запасов и управления рыболовством глава 1. Общие проблемы оценки запасов и управления запасами промысловых рыб
- •1.1. Состояние исследований запасов и управления запасами промысловых рыб
- •1.2. Основные проблемы и функции управления запасами и промышленным рыболовством
- •1.3. Основные факторы, влияющие на запасы промысловых рыб
- •1.4. Основные причины и закономерности колебаний запасов промысловых рыб
- •1.5. Основные пути сохранения и увеличения запасов промысловых рыб
- •1.6. Популяция рыб как динамическая система с элементами саморегулирования
- •1.7. Общая характеристика и классификация методов, способов и моделей теории рыболовства
- •1.8. Показатели и критерии рыболовства
- •1.9. Общая характеристика основных видов математических моделей теории рыболовства
- •1.10. Общая характеристика методов математического моделирования процесса лова рыбы
- •1.11. Оценка качества математического моделирования лова и рыболовства
- •1.12. Контрольные вопросы к главе 1
- •Глава 2. Оценка воспроизводства, роста, естественной и промысловой смертности рыб
- •2.1. Общие особенности количественной оценки воспроизводства запасов и пополнения промыслового стада
- •2.2. Общая характеристика кривых пополнения промыслового стада
- •2.3. Статистические методы оценки пополнения промыслового стада
- •2.4. Оценка доли пополнения в улове методом Аллена
- •2.5. Оценка роста рыб
- •2.6. Способы количественной оценки смертности рыб
- •2.7. Определение естественной смертности рыб
- •2.8. Оценка общей смертности рыб
- •2.9. Определение промысловой смертности рыб
- •2.10. Применение показателей промысловой смертности для оценки общего допустимого улова
- •2.11. Контрольные вопросы к гл. 2
- •Глава 3.Управление селективностью рыболовства
- •3.1. Общая характеристика селективности лова, промысла и рыболовства
- •3.2. Селективность лова при отцеживании рыбы сетным полотном
- •3.3. Селективность лова при объячеивании рыбы сетным полотном
- •3.4. Биомеханическая и биофизическая селективность лова
- •3.5. Селективность промысла и рыболовства
- •3.6. Основные проблемы и особенности управления селективностью рыболовства
- •3.7. Организация работ по управлению селективностью рыболовства
- •3.8. Особенности применения показателей селективности в теории рыболовства
- •3.9. Контрольные вопросы к главе 3
- •Глава 4. Промысловое усилие. Интненсивность промысла
- •4.1 Общие требования к промысловому усилию. Классификация показателей промыслового усилия
- •4.2. Область применения промыслового усилия в промышленном рыболовстве
- •4.3. Количественная оценка показателей промыслового усилия
- •4.4. Определение показателей промыслового усилия для орудий лова различных видов
- •4.5. Рекомендуемые показатели промыслового усилия для решения различных задач промышленного рыболовства
- •4.6. Контрольные вопросы к главе 4
- •Разделii. Методы и математические модели теории рыболовства глава 5. Эмпирические методы теории рыболовства
- •5.1. Оценка относительной величины запасов по уловам и уловам и на промысловое усилие
- •5.2. Оценка запасов методом учетных и промысловых съемок
- •5.3. Оценка запасов методом гидроакустических и промыслово-акустических съемок
- •5.4. Оценка запасов с применением съемок и математических моделей лова
- •5.5. Оценка запасов на основе анализа миграций проходных и полупроходных рыб в реках и в прибрежных районах моря
- •5.6. Оценка запасов с учетом улова и предельного возраста рыбы
- •5.7. Оценка запасов методом мечения
- •5.8. Оценка запасов по результатам наблюдений
- •5.9. Контрольные вопросы к главе 5
- •Глава 6. Методы биопромысловой статистики
- •6.1. Биостатистические методы оценки и анализа запасов
- •6.2. Методы контрольных карт и последовательного анализа
- •6.3. Методы оценки запасов по уловам на промысловое усилие
- •6.4. Оценка допустимой интенсивности вылова с учетом предельного возраста рыбы и интенсивности промысла (метод ф.И. Баранова)
- •6.5. Оценка допустимой интенсивности вылова и допустимого улова с учетом распределения величины запаса и предельного возраста рыбы
- •6.6. Определение допустимой интенсивности вылова с учетом общей убыли поколения промыслового стада
- •6.7. Определение допустимой интенсивности вылова с учетом допустимого прилова рыб непромысловых размеров
- •6.9. Контрольные вопросы к главе 6
- •Глава 7. Статические модели и методы теории рыболовства
- •7.1. Модели улова на единицу пополнения промыслового стада в непрерывной форме
- •7.2. Модели улова на единицу пополнения промыслового стада в дискретной форме
- •7.3. Модели для оценки использования биомассы поколения промысловых рыб
- •7.4. Продукционные модели
- •7.5. Модели запас-пополнение
- •7.6. Комбинированные модели на основе аналитических и продукционных моделей, моделей запас-промысел
- •7.7. Комбинированные модели на основе взаимосвязи интенсивности и селективности рыболовства
- •7.8. Контрольные вопросы к главе 7
- •Глава 8. Динамические модели и методы теории рыболовства
- •8.1. Дискретные модели с переменным пополнением
- •8.2. Методы когортного анализа
- •8.3. Динамические продукционные модели
- •8.4. Комбинированные динамические модели
- •8.5. Методы интерполирования и экстраполяции временных рядов
- •8.6. Применение контрольных карт для анализа динамики и регулирования рыболовства
- •8.7. Контрольные вопросы к главе 8.
- •Глава 9. Методы и модели теории рыболовства с учетом неопределенности
- •9.1. Общая характеристика задач теории рыболовства с учетом неопределенности
- •9.2. Особенности сбора и обработки экспериментального и статистического материала
- •9.3. Определение расчетного периода времени и расчетных размеров промыслового участка
- •9.4. Особенности применения дисперсионного, корреляционного и регрессионного анализа, методов планирования экспериментов
- •9.5. Оценка точности экспериментальных значений показателей, объема экспериментального и статистического материала
- •9.6. Особенности объединения экспериментального и статистического материала.
- •9.7. Вероятностная оценка допустимого улова при стационарном и квазистационарном состоянии запаса и промысла
- •9.8. Возможная точность оценки запасов и других показателей теории рыболовства
- •9.9. Замена случайных величин детерминированными величинами
- •9.10. Оценка вероятности расположения показателя рыболовства в допустимых пределах
- •9.11. Сравнение средних значений показателей рыболовства с нормативными показателями
- •9.12. Особенности методов и моделей динамических процессов рыболовства в условиях стохастической неопределенности
- •9. 13. Особенности решения задач в условиях нестохастической неопределенности
- •9.14. Контрольные вопросы к главе 9
- •Глава 10. Промыслово-экономические методы и модели теории рыболовства
- •10.1 Общая характеристика экономических показателей промышленного рыболовства
- •10.2. Оценка экономической эффективности с учетом производительности и селективности лова
- •10.3. Особенности оценки экономической эффективности рыболовства с учетом рационального использования запасов рыб
- •10.4. Учет экономических показателей при оценке допустимого улова
- •10.5. Контрольные вопросы к главе 10
- •Глава 11. Применение контрольных карт и метода последовательного анализа в теории рыболовства
- •11.1. Общая характеристика применения контрольных карт и последовательного анализа для управления рыболовством
- •11.2. Общая характеристика метода контрольных карт
- •11.3. Общие особенности применения контрольных карт
- •11.4. Общая характеристика метода последовательного анализа
- •11.5. Последовательный анализ при исследовании среднего значения показателя рыболовства
- •11.6. Последовательный анализ при исследовании показателя рыболовства по альтернативному признаку
- •11.7. Последовательный анализ при исследовании колебаний показателя рыболовства
- •11.8. Регулирование времени наблюдений при последовательном анализе
- •11.9. Последовательный анализ при управлении селективностью рыболовства
- •11.9. Контрольные вопросы к главе 11.
- •Глава 12. Контроль и прогнозирование запасов и рыболовства
- •12.1. Общая характеристика контроля
- •12.2. Общая характеристика прогнозирования
- •12.3. Характеристика прогнозирования с применением метода группового учета аргументов (мгуа)
- •12.4. Прогнозирование с применением временных рядов
- •12.5. Прогнозирование с применением когортных моделей
- •12.6. Прогнозирование с применением продукционных моделей.
- •12.7. Прогнозирование с применением уравнений запас-пополнение
- •12.8. Контрольные вопросы к главе 12
- •Глава 13. Методы предосторожного подхода
- •13.1. Общая характеристика методов
- •13.2. Ориентиры управления
- •13.3. Правила регулирования рыболовства при предосторожном подходе
- •13.4 Обоснование оду при предосторожном подходе
- •13.5. Влияние информационного обеспечения на выбор процедуры оценки и прогнозирования оду
- •13.6. Математическое обеспечение предосторожного подхода
- •13.7. Контрольные вопросы к главе 13
- •Глава 14. Экосистемные методы теории рыболовства
- •14.1. Общая характеристика экосистемных методов
- •14.2. Общие особенности моделирования экологических систем
- •14.3. Обобщенная математическая модель биологических систем в водоемах
- •14.4. Моделирование водных сообществ
- •14.5 Общая характеристика промысловых экологических систем
- •14.6. Квотирование уловов при совместном использовании запасов
- •14.7. Контрольные вопросы к гл. 14
- •Глава 15. Методы и модели управления рыболовством с применением показателей надежности систем
- •15.1.Предпосылки применения теории надежности для анализа и совершенствования систем управления рыболовством
- •15.2. Общая характеристика сложных систем
- •15.3.Особенности расчета параметрической надежности систем управления рыболовством
- •15.4. Прогнозирование надежности систем управления рыболовством
- •15.5. Источники информации о надежности систем управления рыболовством
- •15.6. Классификация отказов систем управления рыболовством
- •15.7.Понятие о математических моделях надежности систем управления рыболовством
- •15.8. Формирование закона изменения выходного параметра
- •15.9. Модель формирования постепенных отказов
- •15.10. Модели внезапных отказов
- •15.11.Одновременное проявление постепенных и внезапных отказов
- •15.12. Случайный поток отказов в системах управления рыболовством
- •15.13.Общая схема потери системой управления рыболовством работоспособности
- •15.14. Анализ области работоспособности и состояний системы управления рыболовством
- •15.15.Оценка предельного состояния системы управления рыболовством
- •15.16. Относительное влияние на надежность запасов среднего значения и коэффициента вариации величины запаса
- •15.17. Расчеты допустимого вылова с учетом запаса на вылов
- •15.18. Экономические задачи надежности систем управления рыболовством
- •15.19. Контрольные вопросы к главе 15
- •Глава 16. Методы и модели управления рыболовством с применение теории управления сложными системами и исследования операций
- •16.1. Принципы управления рыболовством с применением теории управления сложными системами и исследования операций
- •16.2. Основы теории эффективности управления рыболовством
- •16.3.Показатели и критерии рыболовства
- •16.4. Общая схема и принципы исследования эффективности рыболовства
- •16.5. Формирование эффективности систем управления рыболовством на отдельных этапах жизненного цикла
- •16.6. Общие особенности моделирования управления рыболовством
- •16.7. Теоретические основы оптимизации управления рыболовством
- •16.8. Системы оптимального управленияхорошо определяемыми процессами рыболовства с применением математических моделей
- •16.9. Адаптивные системы оптимального управления рыболовством
- •16.10. Управление рыболовствомоснове принципов экстремальныхсистем управления
- •16.11. Управление рыболовствомпоиском экстремума показателя качества и приближенной математической модели процесса
- •16.12. Общие особенности выработки и принятия решений при управлении рыболовством
- •16.13. Особенности принятия решения в условиях определенности
- •16.14. Особенности принятия решения в условиях стохастической неопределенности
- •16.15. Особенности принятия решения в условиях нестохастической неопределенности
- •16.16. Контрольные вопросы к главе 16
- •Разделiv. Охрана природы глава 17. Основы охраны природы
- •17.1. Основные проблемы охраны природы.
- •17.2. Охрана основных составляющих природных ресурсов
- •17.3. Право и охрана природы
- •17.4 Охрана и регулирование биологических ресурсов Мирового океана
- •17.5 Охрана и регулирование биологических ресурсов внутренних водоемов России
- •17.6. Охрана внутренних рыбохозяйственных водоемов от загрязнения
- •17.7. Охрана морских рыбохозяйственных водоемов от загрязнения
- •17.8. Ответственность за нарушение рыболовного законодательства
- •17.9. Контрольные вопросы к главе 17
- •Список рекомендуемой литературы
11.2. Общая характеристика метода контрольных карт
11.2.1. Метод контрольных карт можно использовать для анализа, контроля, регулирования и прогнозирования
численности и состава запаса и улова;
абсолютного и относительного показателя промыслового усилия; в т.ч. интенсивности лова и интенсивности вылова;
численности нерестового запаса и пополнения;
колебаний роста и естественной смертности;
параметров кривой селективности и показателей, влияющих на параметры кривой селективности;
фактического и расчетного размера ячеи;
прилова рыб непромысловых размеров;
ухода через ячею рыб промысловых размеров;
доли объячеянных рыб и погибших после ухода из орудия лова и т.д.
11.2.2. В общем случае контрольная карта графически отражает изменения некоторого показателя во времени с границами допустимого отклонения (границами регулирования). Если точки на графике не выходят за допустимые границы, то изменение показателя считают стабильным. Если точки выходят за границы регулирования, то стабильность изменения показателя нарушается. Появляется необходимость регулирования показателя и процесса, который показатель характеризует.
11.2.3. Известны различные виды контрольных карт.
При количественной оценке показателей наиболее пригодны контрольные карты среднего выборочного значения показателя. Каждая точка на контрольной карте в этом случае соответствует
среднему нескольких измеренных значений показателя;
скользящей средней показателя;
индивидуальному значению измеряемого показателя; размаху колебаний показателя;
размаху колебаний;
среднеквадратичному отклонению измеряемого показателя;
медиане измеряемого показателя;
сочетанию перечисленных статистических оценок.
Известны также контрольные карты для анализа и регулирования по качественным признакам, в которых учитывают «дефектные» значения показателя. Такие значения показателя завышены или занижены для рассматриваемого процесса, не соответствуют некоторым критериям или нормам (например, слишком низкая величина запаса). К числу подобных карт относят контрольную карту для доли «дефектных» показателей и контрольную карту для числа дефектных показателей.
При оценке запасов и управления запасами различают контрольные карты для анализа показателей процессов, контроля и регулирования процессов.
Контрольные карты для анализа процессов строят на основании предварительных данных. Эти карты затем анализируют, классифицируют данные, изучают и выдвигают гипотезы. В процессе анализа, прежде всего, устанавливают, является ли процесс статистически управляемым, в чем причины большого рассеяния показателей, выдвигают гипотезы об управлении процессом.
Контрольные карты для контроля и управления процессами строят по текущим значениям показателей процесса, и они служат для удержания процесса в определенных границах регулирования путем управляющих воздействий на процесс.
11.2.3. Одной из важнейших характеристик контрольных карт различных видов и назначения являются верхние и нижние границы регулирования в виде горизонтальных линий по обе стороны от средней линии. Часто при решении технических задач диапазон от средней линии до границ регулирования соответствует двух - или трехкратному среднеквадратичному отклонению процесса от среднего.
Не менее часто положения границ зависят от величины предельных или допустимых значений показателя. Такие значения принимают в соответствии с требованиями регламентирующих лов, промысел и рыболовство документов или из других соображений
Определение конкретных границ регулирования зависит, прежде всего, от вида и назначения контрольных карт и точности процесса. Оценка границ регулирования для различных видов контрольных карт рассмотрена ниже.
11.2.4. Для контрольных карт характерны ошибки двух видов.
Ошибка первого вида обусловлена тем, что при установлении вероятностных границ регулирования учитывают хотя бы небольшую вероятность выхода точек за границы регулирования. Например, если расстояние между средней линией и границами регулирования составляет три среднеквадратичных отклонения, то «законная» вероятность выхода точек за границы регулирования и, соответственно, риск ошибки первого вида составляет 0,3%. Такая ошибка для регулирования процессов оценки и управления запасами не имеет значения.
Наоборот, имеется вероятность выхода точек за границы регулирования, которое не было замечено, т.к. на контрольной карте все точки находятся внутри границ регулирования. Такую ошибку (риска незамеченного нарушения процесса) называют ошибкой контрольной карты второго вида.
Если расширить диапазон границ регулирования, то ошибки первого вида уменьшаются, а ошибки второго вида увеличиваются, и наоборот.
Рациональный выбор границ регулирования с учетом ошибок, прежде всего, второго вида составляет основу регулирования запасов с применением контрольных карт. В нашем случае ошибки второго вида особенно важны. Поэтому в общем случае стремятся к сужению границ регулирования.
11.2.5. Большое значение имеет выбор параметров для контроля с целью регулирования процесса с применением контрольных карт.
При выборе параметров, прежде всего, учитывают, что один процесс регулирования рыболовства можно охарактеризовать несколькими параметрами. Например, состояние запасов можно характеризовать количеством и биомассой рыб, относительной величиной запаса, видовым и размерным составом рыб, средней или модальной длиной рыбы, среднеквадратичным отклонением величины запаса от среднего, размахом колебаний и т.д.
С другой стороны, отдельные характеристики состояния запасов и их использования иногда характеризуют различными параметрами. Например, промысловое усилие можно оценить обловленной площадью, обловленным объемом, количеством судов, орудий лова или рыбаков, некоторым рыболовным усилием и т.д.
При выборе параметров процесса желательно не ограничиваться оценкой конечной характеристики процесса, но и учитывать составляющие процесса. Так, при оценке состояния запасов полезно принимать во внимание такие составляющие формирования запасов, как пополнение, показатели роста, естественной и промысловой смертности, кормовую базу водоема и т.д.
Необходимо выбирать и контролировать такие показатели, которые относительно легко поддаются определению (измерению) и регулированию. Иногда контрольные карты для анализа процесса составляют для показателей, которые нельзя регулировать, но которые позволяют судить о динамике процесса. Так, при оценке состояния запасов полезно составлять контрольные карты для показателей пополнения, роста и естественной смертности, если даже они не поддаются регулированию.
Когда непосредственное измерение некоторых параметров процесса представляет технические или экономические трудности, иногда выбирают показатели, которые достаточно тесно связаны с основным показателем процесса. Например, при оценке запасов часто контролируют не абсолютную величину запасов, а улов на промысловое усилие или относительную величину запасов. В качестве элементов контроля при управлении запасами промысловых рыб могут быть и многие другие показатели, например показатели интенсивности и селективности рыболовства, различные экономические и промыслово-экономические показатели. Эти показатели, очевидно, имеют также самостоятельное значение.